一、背景描述
自2013年1月起，所有在中國申請注冊的新生產(chǎn)的航空器，其廁所垃圾箱滅火器的滅火劑必須是符合要求的哈龍?zhí)娲?。如果廁所垃圾箱滅火器所使用的滅火劑不能滿足《國際民用航空公約》附件6和附件8修訂的相關(guān)要求，相關(guān)航空器不得投入運(yùn)行。
所謂哈龍，是Halon的音譯，就是我們平常說的1211和1301，它屬于一類稱為鹵代烷的化學(xué)品，主要用于滅火劑。它通過破壞燃燒或爆炸的復(fù)雜的化學(xué)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來達(dá)到滅火的目的。
科學(xué)證據(jù)表明哈龍對臭氧層有破壞作用，從1994年開始發(fā)達(dá)國家禁止使用哈龍。隨后提出了一些哈龍?zhí)娲?，但是這些替代品不能滿足航空器的嚴(yán)格的滅火性能要求。最終國際民航組織(ICAO: International Civil Aeronautic Organization)將替代哈龍滅火劑的截止日期定為2011年。
二、哈龍滅火劑的發(fā)展
20世紀(jì)60年代，航空界開始在滅火瓶和防火系統(tǒng)中使用一種新的有效的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品，大家所熟知的化學(xué)名為哈龍，能夠有效的熄滅多種火，包括易燃液體類火，電器類火和普通類火。哈龍是結(jié)構(gòu)件和電器設(shè)備的理想滅火劑，因?yàn)樗簧P也不導(dǎo)電，還不產(chǎn)生任何殘留物。哈龍能夠有效滅火，使用劑量小且對人安全無害，因此廣泛用于客艙和駕駛艙等人活動(dòng)的地方。
20世紀(jì)80年代，科學(xué)界將哈龍分類為消耗臭氧層物質(zhì)，與氟利昂和別的氟氯烴的物質(zhì)類似。它們是一種性質(zhì)穩(wěn)定的化學(xué)品，但是它們的穩(wěn)定性使它可以擴(kuò)散到大氣層，在那里經(jīng)紫外線照射與臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)消耗臭氧層。
1987年，一個(gè)國際條約----蒙特利爾議定書，確立了逐步淘汰和減少使用氟氯烴的決議。作為1992年倫敦修正案的一部分，哈龍被加到了蒙特利爾議定書中。因?yàn)楫?dāng)前沒有合格的替代品滿足飛行中對滅火的嚴(yán)格性能要求以確保飛行安全，航空器被給予了豁免。
2010年，歐盟委員會(huì)修改了關(guān)于使用氟氯烴的政策：對航空器上使用哈龍滅火劑的豁免請求規(guī)定了截止日期。截止日期適用于新航空器或現(xiàn)在運(yùn)行的航空器。截止日期被定義為哈龍不能再裝上所有商業(yè)運(yùn)營的航空器的時(shí)間。國際民航組織將替代哈龍滅火劑的截止日期定為2011年。
表1 哈龍滅火劑的截止日期
三、滅火劑在航空器防火系統(tǒng)上的使用及前景展望
在航空器防火系統(tǒng)上滅火劑主要用在以下方面：
（1）廁所滅火瓶(哈龍1301)；
（2）手提滅火瓶(哈龍1211)：安裝在客艙，駕駛艙，機(jī)組休息室和飛行中可進(jìn)入的貨艙；
（3）貨艙滅火系統(tǒng)(哈龍1301)；
（4）發(fā)動(dòng)機(jī)和APU滅火系統(tǒng)(哈龍1301)。
隨著使用哈龍滅火劑的截止日期的臨近，哈龍?zhí)娲返膶ふ液脱邪l(fā)迫在眉睫。許多年前航空界已開始研究哈龍滅火劑的替代產(chǎn)品。由于嚴(yán)格的性能要求，替代產(chǎn)品的研發(fā)是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
關(guān)于替代滅火劑的選用，需要考慮以下因素：消耗臭氧潛能(ODP: Ozone Depression Potential)，全球溫室潛能(Global Warming Potential)，毒性，航空器運(yùn)行環(huán)境，系統(tǒng)復(fù)雜性，維護(hù)性，滅火劑的劑量和重量，以及殘留物的清理；同時(shí)也要符合許多規(guī)章要求，包括FAA的最小性能標(biāo)準(zhǔn)(MPS: Minimum performance Standards)。
最小性能標(biāo)準(zhǔn)要求替代滅火劑的滅火性能應(yīng)等效或高于哈龍滅火劑。替代的滅火劑和滅火瓶要在極端的溫度、不同的高度和極端的震動(dòng)條件下保持可靠性和有效性；要有寬廣的滅火范圍，包括電器類火、液體類火、金屬類火和混合類火；毒性要低于或等效于哈龍滅火劑；同時(shí)也要更加環(huán)保。一些可能的替代滅火劑被京都議定書（1997年頒發(fā)的關(guān)于氣候變化的國際公約）定義為溫室氣體，他們的使用和生產(chǎn)要受到審查以后也會(huì)更嚴(yán)格。
廁所滅火瓶
1997年FAA對廁所垃圾箱中的滅火瓶的滅火劑第一個(gè)定義了MPS（詳細(xì)參見http://www.fire.tc.faa.gov/systems/lavx/lavxmps.stm）。1999年年底，哈龍?zhí)娲稦E-36 (HFC-236fa)獲得了適航批準(zhǔn)，隨后Airbus在新飛機(jī)上開始使用這種哈龍?zhí)娲罚ㄔ敿?xì)參見Airbus SIL 26-021R01）。
2006年年底，哈龍?zhí)娲稦M-200(HFC-227ea)成為了Boeing飛機(jī)生產(chǎn)線上的標(biāo)準(zhǔn)，接下來Boeing計(jì)劃更換正在運(yùn)行的飛機(jī)的哈龍滅火劑（詳細(xì)參見Boeing 737-SL-26-046-A）。
手提滅火瓶
2002年8月，F(xiàn)AA發(fā)布了手提滅火瓶的滅火劑的MPS（詳細(xì)參見http://www.fire.tc.faa.gov/pdf/01-37.pdf）。經(jīng)過測試，有三種滅火劑被批準(zhǔn)：Halotron I (HCFC Blend B), FE-36 (HFC-236fa)和FM-200 (HFC-227ea)。但是被批準(zhǔn)的替代滅火劑的滅火瓶比哈龍1211滅火瓶大1.5倍且重2倍。如果用這種大而重滅火瓶，需要重新設(shè)計(jì)存放滅火瓶的結(jié)構(gòu)空間，并重新認(rèn)證改裝設(shè)計(jì)，滅火瓶增大的體積和重量也會(huì)影響艙內(nèi)的滅火性能。
基于以上原因，Boeing希望尋求一種能與現(xiàn)有飛機(jī)設(shè)計(jì)和操作要求不沖突并且能夠符合環(huán)保要求的滅火劑。因此Boeing發(fā)起了一個(gè)關(guān)于BTP的研究，BTP成功的通過了一系列測試并符合MPS的要求。BTP滅火瓶的大小和重量與現(xiàn)有的哈龍1211滅火瓶基本等同。這種滅火劑的批準(zhǔn)認(rèn)證還需要2到3年的時(shí)間，基本上與ICAO要求的截止日期一致。
圖1 手提滅火瓶的大小和重量對比
發(fā)動(dòng)機(jī)和APU滅火系統(tǒng)
發(fā)動(dòng)機(jī)和APU滅火系統(tǒng)的滅火劑的MPS（詳細(xì)參見http://www.fire.tc.faa. gov/pdf/systems/MPSErev04_MPSeRev04doc-02submtd.pdf）對批準(zhǔn)的三種替代滅火劑提出了最小濃度要求：HFC-125, CF3I和FK-5-1-12 (C6F12O)。這些滅火劑的滅火性能比哈龍滅火劑低，所以要求更高的濃度，因此使用這些替代滅火劑的滅火系統(tǒng)將會(huì)變得更重體積更大。關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)和APU滅火系統(tǒng)的替代滅火劑的研究還在持續(xù)進(jìn)行中。
圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)和APU滅火劑的要求濃度對比
貨艙滅火系統(tǒng)
2005年6月，F(xiàn)AA發(fā)布了關(guān)于貨艙滅火系統(tǒng)的滅火劑的MPS(詳細(xì)參見http://www.fire.tc.faa.gov/pdf/TN05-20.pdf)。它詳細(xì)規(guī)定了四種著火測試情況必須與哈龍1301有等同的性能：散裝貨艙著火，集裝箱運(yùn)輸著火，表面燃燒著火，氣體溶劑爆炸。
FAA對CF3I，HFC-125和2-BTP進(jìn)行了相關(guān)的MPS測試，測試結(jié)果顯示CF3I的滅火性能與Halon 1301最為類似，但是CF3I的毒性測試不合格使之不能成為貨艙滅火劑的替代品。HFC-125和2-BTP的相關(guān)MPS測試顯示這兩種滅火劑也不適用于貨艙。水霧滅火劑也被認(rèn)為可以作為Halon 1301的替代品，F(xiàn)AA對水霧和氮?dú)夂铣傻臏缁饎┻M(jìn)行了測試，測試結(jié)果顯示水霧和氮?dú)鉁缁饎┓螹PS的要求，但是這種滅火劑還處于研發(fā)階段，到正式投入使用還有一個(gè)發(fā)展和評估驗(yàn)證過程。
四、小結(jié)
哈龍滅火劑在航空器上的使用已經(jīng)經(jīng)過了半個(gè)多世紀(jì)的歷程，因?yàn)楣垳缁饎缁鹦阅芨咝?，無殘留物，能夠熄滅多種類型的著火，因而在航空器滅火系統(tǒng)中廣泛使用。隨著逐漸認(rèn)識到哈龍對環(huán)境的危害以及使用哈龍滅火劑的截止日期的臨近，替代哈龍的有效滅火劑的尋找和研發(fā)早已提上日程，但是這是一個(gè)漫長的過程。我們相信終有一天會(huì)尋找到合格的哈龍?zhí)娲?，滅火性能更高且更環(huán)保。
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